लेजर कटिंग

लेजर कटिंग - यह उच्च-शक्ति लेज़र का उपयोग करके धातु काटने की एक अत्यंत उन्नत तकनीक है। इस विधि का औद्योगिक उत्पादन लाइनों पर सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। लेज़र किरण उच्च ऊर्जा सांद्रता प्रदान करती है, जिससे विभिन्न तापीय और भौतिक गुणों वाली लगभग सभी सामग्रियों को काटना संभव हो जाता है। यह प्रक्रिया कंप्यूटर नियंत्रित होती है। लेजर कटिंग काटी जा रही सामग्री पिघल जाती है, जल जाती है, वाष्पित हो जाती है, या गैस के जेट से उड़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप काटने के क्षेत्र बहुत संकीर्ण हो जाते हैं और तापीय प्रभाव न्यूनतम होता है। सामग्री पर यांत्रिक तनाव लगभग नगण्य होता है, जिसका अर्थ है कि काटने की प्रक्रिया के दौरान और ठंडा होने के बाद, कोई भी विरूपण न्यूनतम होता है। इससे लेजर कटिंग काटने की गुणवत्ता बनाए रखते हुए आसानी से विकृत होने वाले, लचीले भागों के लिए उपयोग किया जाता है। उच्च स्तर का स्वचालन जटिल आकृतियों को काटने की अनुमति देता है।

धातु की लेजर कटिंग एक लेज़र किरण धातु को जलाती है। इस उद्देश्य के लिए फाइबर लेज़र, सॉलिड-स्टेट लेज़र और CO2 गैस लेज़र पर आधारित विभिन्न प्रणालियों का उपयोग किया जाता है, और ये निरंतर या स्पंदित मोड में काम कर सकती हैं। यह काटने की विधि काफी महंगी है, इसलिए इसका उपयोग केवल तभी किया जाता है जब अन्य विधियाँ श्रमसाध्य या असंभव हों। कम तापीय चालकता वाली धातुओं का प्रसंस्करण सबसे अच्छा होता है क्योंकि लेज़र ऊर्जा धातु के एक छोटे से क्षेत्र पर केंद्रित होती है।

प्रगति पर है धातु की लेजर कटिंग किरण धातु को तब तक गर्म करती है जब तक वह पिघल न जाए। विकिरण के और अवशोषण के बाद, धातु और पिघलती है, जिससे ताप बढ़ता जाता है जब तक कि वह अपने विनाश बिंदु—क्वथनांक—तक नहीं पहुँच जाती, जहाँ धातु वाष्पीकृत हो जाती है। हालाँकि, धातु को वाष्पीकृत करने के लिए उच्च ऊर्जा लागत की आवश्यकता होती है और यह केवल बहुत पतली धातुओं के लिए ही उपयुक्त है। इसलिए, मुख्य रूप से संलयन काटने का उपयोग किया जाता है, जिसमें धातु विनाश के उपोत्पादों को हटाने के लिए काटने वाले क्षेत्र में एक सहायक गैस डाली जाती है। यह सहायक गैस अक्सर एक अक्रिय गैस या नाइट्रोजन होती है, साथ ही ऑक्सीजन और वायु भी।

ऑक्सीजन धातु की लेजर कटिंग कई कार्य करता है, अर्थात्:

• प्रारंभ में धातु के प्रारंभिक ऑक्सीकरण का कारण बनता है, जिससे लेजर विकिरण को प्रतिबिंबित करने की इसकी क्षमता कम हो जाती है;
• प्रज्वलित होने पर, धातु ऑक्सीजन की धारा में जलती है और अतिरिक्त गर्मी बढ़ाती है, जिससे मजबूत लेजर विकिरण उत्पन्न होता है;
• ऑक्सीजन का एक जेट पिघली हुई धातु को काटने वाले क्षेत्र से दूर ले जाता है।

दौरान धातु की लेजर कटिंग कुल ऊष्मा आयतन में धातु की दहन अभिक्रिया की ऊष्मा शामिल हो सकती है, और इस क्रियाविधि का उपयोग तब किया जाता है जब धातु अपने गलनांक से नीचे प्रज्वलित और दहन के लिए अतिसंवेदनशील होती है—यह निम्न-कार्बन इस्पात और टाइटेनियम पर लागू होता है। मिश्रधातु और उच्च-कार्बन इस्पात, साथ ही एल्यूमीनियम, तांबा और अन्य धातुओं को काटने के लिए, एक ऐसी क्रियाविधि चुनी जाती है जिससे धातु जलने के बजाय पिघल जाए, और एक गैस जेट तरल धातु को उड़ा ले जाए।

पर लेजर कटिंग एक ठोस अवस्था लेज़र एक पंप लैंप और एक सक्रिय माध्यम, एक रूबी रॉड, का उपयोग करता है। पंप लैंप सक्रिय माध्यम के परमाणुओं को सक्रिय करने के लिए प्रकाश की तीव्र चमक उत्पन्न करता है। इस माध्यम के सिरों पर दो दर्पण लगे होते हैं, एक थोड़ा पारदर्शी और एक परावर्तक। सक्रिय माध्यम में कई बार परावर्तन के माध्यम से, लेज़र किरण प्रवर्धित होती है और पारदर्शी दर्पण से होकर बाहर निकलती है। गैस लेज़र कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन और हीलियम के मिश्रण का उपयोग करते हैं, जो उपकरण में सक्रिय माध्यम के रूप में कार्य करता है।